C2S和中间相前导矿物对熟料中C3S形成动力学影响

作     者：栗潮 

作者单位：郑州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：管宗甫

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：熟料 动力学 Alite C2S 

摘      要：Alite是水泥熟料中最重要矿物,其含量和活性的提高,必将赋予熟料高的胶凝性。因此,如何提高水泥熟料中Alite的含量,进而提高水泥熟料质量是水泥行业研究的主要方向。但是Alite是水泥熟料矿物中生成温度最高的矿物,提高水泥熟料中Alite含量会给生产一定得困难。现有的研究认为在液相出现以前alite不会大量形成。到达最低共熔温度后,开始出现液相,在高温液相作用下,水泥熟料逐渐烧结,同时,硅酸二钙与游离氧化钙都逐步溶解于液相中,以Ca离子扩散与硅酸根离子、硅酸二钙反应,形成硅酸盐水泥的主要矿物硅酸三钙。对CS和中间相在CS的生成动力学过程中的具体作用和影响的研究,对水泥熟料的生产,提高水泥熟料质量有着重要意义。 本文设计了以CS为起点研究CS的形成动力学参数。通过先合成CS前导物和中间相前导物,再对CS前导物补足CaCO、FeO、AlO;对中间相前导物补足CaCO、SiO,在不同温度下煅烧得到水泥熟料。为剔除水泥熟料中其他矿物对CS形成动力学过程的影响,依据水泥熟料矿物组成和配料方式提出了四种CaO转化率公式,可以计算出CaO反应生成CS的量,排除其他因素的干扰。通过计算出CaO反应生成CS的转化率,采用金斯特林格和Arrhenius公式计算了熟料中CS形成的表观活化能。 研究结果表明:设计以CS为起点研究CS的形成动力学参数,方法可行,计算所得活化能更为接近CS真实活化能;提出的CaO转化率的计算公式,可以有效剔除熟料中其他矿物对CS生成活化能的影响,可以有效的评价不同前导物对CS形成活化能的影响;导物可以有效降低熟料中CS的形成活化能。CS的生成反应在CS形成动力学过程中可能是关键反应,制约着CS生成速度。中间相则为这个过程提供了良好的扩散环境,加速了硅酸盐矿物形成的扩散过程。